[發明專利]一種數控機床自適應夾緊系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202110033264.7
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112692317A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 張靜靜
• 申請（專利權）人: 南京信息職業技術學院
• 主分類號: B23B31/30
• 分類號: B23B31/30;B23B23/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發明公開了一種數控機床自適應夾緊系統及其控制方法，屬于數控機床技術領域，系統包括自動控制系統和液壓系統，液壓系統包括液壓卡盤機構和液壓尾座機構；液壓卡盤機構包括夾緊力測試儀、液壓卡盤和卡盤驅動機構，夾緊力測試儀分別與卡盤驅動機構和自動控制系統連接；液壓尾座機構包括壓力測試儀、液壓尾座、尾座驅動機構，壓力測試儀分別與尾座驅動機構和自動控制系統連接；自動控制系統，用于獲取壓力值和流量信號，并分別根據壓力值和流量信號控制調節液壓卡盤機構和液壓尾座機構。本發明能夠實時動態調控數控車床卡盤的夾緊力，滿足高速數控加工高精度要求。

技術領域

本發明涉及數控機床技術領域，尤其涉及一種數控機床自適應夾緊系統及其控制方法。

背景技術

工況下高速數控機床自適應能力是現如今發展智能制造機床所需著力解決的關鍵問題之一。而現有的數控車床操作過程中手動夾緊卡盤的夾持力和可靠性依賴于操作者經驗，自動夾緊卡盤在工況下存在不能自主調控夾緊力的缺陷。

卡盤作為數控車床的重要功能部件，主要用于裝夾工件，其夾緊力的精確控制將直接影響數控機床加工的精度和可靠性?？ūP夾緊力降至加工所需的最小夾緊力時，工件便存在從卡爪上被甩出的危險，但卡盤夾緊力過大又會帶來工件變形，從而影響工件的加工精度，同時也會產生較大的內應力，熱處理時應力釋放產生變形或裂紋。尤其，數控車床高速旋轉時卡盤夾緊力損失非常嚴重，因此，對高速數控加工適應高精度要求則更為突出和重要。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種數控機床自適應夾緊系統及其控制方法，能夠實時動態調控數控車床卡盤的夾緊力，滿足高速數控加工高精度要求。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

第一方面，本發明提供了一種數控機床自適應夾緊系統，包括自動控制系統和液壓系統，所述液壓系統包括液壓卡盤機構和液壓尾座機構；

所述液壓卡盤機構包括夾緊力測試儀、液壓卡盤和用于驅動液壓卡盤的卡盤驅動機構，所述夾緊力測試儀分別與所述卡盤驅動機構和所述自動控制系統連接，用于獲取所述卡盤驅動機構的壓力值，并將所述壓力值傳送給所述自動控制系統；

所述液壓尾座機構包括壓力測試儀、液壓尾座、用于驅動所述液壓尾座的尾座驅動機構，所述壓力測試儀分別與所述尾座驅動機構和所述自動控制系統連接，用于根據所述尾座驅動機構的頂緊壓力向所述自動控制系統發送流量信號；

所述自動控制系統，用于獲取所述壓力值和所述流量信號，并分別根據所述壓力值和所述流量信號控制調節所述液壓卡盤機構和所述液壓尾座機構。

進一步的，所述自動控制系統包括PLC數據采集模塊和具有人機交互界面的PC機，所述PC機通過所述PLC數據采集模塊分別與所述夾緊力測試儀和所述壓力測試儀連接。

所述卡盤驅動機構包括伺服油缸和與所述伺服油缸連接的卡盤夾緊油路，所述伺服油缸分別與所述液壓卡盤和所述夾緊力測試儀連接；

所述尾座驅動機構包括液壓缸和與所述液壓缸連接的尾座夾緊油路，所述液壓缸分別與所述液壓尾座和所述壓力測試儀連接。

進一步的，所述卡盤夾緊油路包括第一電動機，所述第一電動機通過聯軸器與第一液壓泵驅動連接，所述第一液壓泵一端與油箱連通，另一端依次經第一單向閥、第一減壓閥、第一伺服閥、第一液壓鎖、所述伺服油缸、第二液壓鎖、第二伺服閥與所述油箱連通，所述第一液壓鎖和所述伺服油缸之間連接有蓄能器，所述第一伺服閥和所述第二伺服閥與所述自動控制系統連接。

進一步的，所述第一單向閥上連接有第一壓力繼電器，用于控制所述卡盤夾緊油路的工作壓力達到控制伺服油缸的夾緊力。